摘 要：目前的科学实验课中存在着学生无效获取实验数据、实验数据获取和后续交流研讨断层的现象。本文提出了三条有针对性的实践策略：通过引导学生有效获取实验数据、合理选择图示和注重有效训练三方面，切实提高学生实验数据处理能力。
关键词：采集 数据 实践
科学探究是科学课教学的重要活动，学生在对问题进行探究的时候，是通过采集实验数据来获取问题信息，并通过对数据的解读来形成对问题的解释。在实际教学中,存在数据收集与结果交流研讨断层的现象。学生实验探究的欲望强，积极性高，但应该怎样收集数据、对所掌握的实验数据如何进行有效的分析和处理等环节，很多学生处于一种茫然状态，不能深入理解，甚至根本不知道如何处理分析，只是为了实验而实验，并不知实验的目的何在，没有从感性认识跃迁到理性认识。针对这些状况，我们认为可以通过有效获取数据、合理选择图示和注重有效训练这三条有针对性的实践策略，切实提高学生的数据处理能力。
一、有效获取数据，奠定“说话”的基础
获取有效的数据是“说话”的前提。如果实验过程中获取的实验数据本来就是不科学或者错误的，那么接下来的“说话”也是流于形式，毫无实效。因此有效获取数据，可以奠定“说话”的基础。
1.提前“下水实验”，选择合适的材料。实验材料决定了实验的质量和成功与否。科学实验要借助于材料，数据和结论的获取与材料的选择有着直接的关系。在选择材料时，要关注以下几个方面：
（1）实验材料使用前要“先下水”。实践中，我们认识到下水实验的重要性。如在《100毫升水能溶解多少食盐》一课中，在下水实验中发现100毫升水能溶解36克食盐，实验时间太长了，玻璃棒搅拌也很累，就把实验课题换成50毫升水能溶解多少食盐，节约了时间，降低了实验强度。《做一个简单电路》一课中，教师就应该在课前将电池、开关、导线等检查一遍，电池是否有电，开关、导线是否正常，课堂中要强调电路的连接应先接线路后接电源，拆卸时先断电源后拆线路，以免在课堂上出现问题，引起课堂混乱。
（2）要选择有结构的实验材料。有结构的材料就是指包含着科学概念的材料，学生运用这些材料进行实验，能发现相关的科学规律。如在教学《物体在水中是浮的还是沉的》时，教师要为学生准备三大类材料：第一类是形状、大小相同的物体，但有的上浮，有的下沉，如相同形状、大小的塑料圆柱体、木头圆柱体、铁圆柱体；第二类是形状、大小明显不同的物体，但都是下沉（或上浮），如图钉很小，石头很大，但都下沉；第三类是大小、轻重明显不同的物体，浮沉情况却不同，如大头针很小却下沉，泡沫很大却上浮。这些典型的有结构的实验材料，能使学生通过实验发现物体在水中的沉浮规律，
2.明确数据采集的方法和精度，减小数据误差。课堂中发现探究活动过程中的数据采集与分析有时不能成为学生解释现象和得出结论的有力证据。究其原因，是老师对探究活动过程中学生数据的采集与分析教学缺乏深度的思考。
（1）数据采集的方法影响了数据的准确性。《科学课程标准》具体内容标准中提出“能用简单测量工具对物体进行定量观察，采集数据，并作简单记录”。教师在教学中要使学生能够采集到比较精准的数据，必须根据学生的年龄身心特点，选择适合学生的方法，才能使采集到的数据发挥最大的作用。这其中最有效的方法是通过实验前的讨论来对实验进行周密的计划，以减少误差。
（2）数据采集的精度影响了数据的分析。采集数据的目的是通过对数据的分析与解释来验证假设，得出初步结论。在探究过程中，运用不同的工具，采集到的数据也不尽相同。如在《用水测量时间》一课中的3次测量300毫升水中漏出100毫升水所需的时间，教师要引导孩子注重数据采集的方法，同时也要注重数据采集的精度。比如采集时，要求孩子们分工合作，组内安排好记录员、计时员、操作员和观察员等。某小组有了正确的数据采集方法，但是老师没有引导数据采集的精度，以至于该组的测量数据如下：第一次是65″97，第二次是66″20，第三次是66″15。这是一组学生测量得非常理想的数据，然而学生在分析的时候却说从300毫升水中漏100毫升水所需的时间会发生变化，理由是每个小组3次测量的时间都不相同。此时如果老师拿出“误差”来解释以上差异，学生很难信服，因为这些数据是孩子们辛勤劳动的成果。如果在测量之前老师要求学生把测量的时间精确到秒的话，那学生分析的结果就完全不同了。
二、合理选择图示，呈现“说话”的形态
对真实世界进行量化的表达与思考是科学理性的重要过程。如果教师呈现数据时缺乏方式，或者引导不当，探究活动数据就仅仅停留在交流层面而无法深入研讨，无法达到预期的教学目标。而此时教师如果能采用合理的图示或呈现形式，往往能接近孩子们的年龄特点和认知水平，也就能凸显探究数据之精华。
1.利用汇总统计表，化个体为整体。在科学活动中教师要求学生进行数据记录，但在交流时却仅仅用到个别数据，或者说数据只是使用了一部分，与实验结论相一致的数据，这样的情况导致大部分学生没有参与研讨过程。以下表格是《形状与抗弯曲能力》的数据统计表。教师如果能课前利用多媒体excel表格功能编辑一张统计汇总表格，当小组完成实验后马上到教师那边汇报输入，这样孩子们的每一个数据便有了“亮相”和“说话”的权利。而且表格蕴含信息量大，排布呈一定的顺序，有利于数据间的比较，更有利于发现一些“意外”数据，为之后的结果交流奠定了良好的基础。
图一：《形状与抗弯曲能力》实验数据汇总表
2.利用二维图，化抽象为形象。有时仅仅利用统计表呈现孩子们的实验数据，孩子们很难发现数据的规律和实验结论。这时教师可提醒孩子们利用二维图呈现实验数据，让抽象变形象。如《抵抗弯曲》一课中，在比较增加纸的宽度和纸的厚度提高横梁抗弯曲能力时，如果采用统计表形式，数据比较抽象，这时采用以下的二维图辅助，丰富孩子们的数据处理手段，相信孩子们更能发现实验的规律和结论。
图二：《横梁抗弯曲能力》柱状统计图
3.利用KT板等，化静态为动态。
随着信息技术的发展，很多课堂上都会采用多媒体呈现孩子们的实验数据。但由于显示屏的限制，会导致投影不清晰或者数据不够大。鉴于这些情况，课堂上可利用KT板，要求各个小组完成后就可以让记录员用勾线笔在KT板上记录自己的实验成果，使得数据显示更加清楚清晰。而且用勾线笔将实验数据写上去是一个动态的过程，更易吸引孩子们的眼球。
三、注重有效训练，培养“说话”的能力
要提高孩子们的数据处理能力，学会用数据“说话”，不仅要有效获取数据、合理选择图示，更在于平时的有效训练，而且是一个逐渐训练、逐渐提高的过程。教师平时应注重引导，使得孩子们逐渐提高数据处理能力。例如《用水测量时间》教学中，孩子们在教师的有效引导下，通过自身的辛勤劳动收获了实验成果。在交流实验成果时师生借助多媒体信息技术将实验成果都呈现在了excel表格中。对于采集到的实验数据该怎么分析处理，不同的老师可能会有不同的处理方式。
表一：《用水测量时间》实验数据汇总表
1.着眼横向，研究个例。上述记录表数据繁多，看上去鱼目混珠，不利于数据的分析处理，学生也不知道从何处下手分析。初次遇到上述的记录表时，教师可引导孩子先关注横向，研究个例。
2.关注纵向，推广规律。方才孩子们心中肯定有一定的疑虑，因为他们只关注了某个小组的实验成果，对刚才得出的结论和规律也持怀疑态度。我们数学学科上有验算、验证，其实学科是互通的，科学学科上也可以验证。此时教师可引导孩子们关注横向，验证方才得出的规律是不是适用于所有的小组，从而将规律推广。
3.寻找特例，探讨原因。孩子们在推广规律的过程中会发现有两个特例，那就是第6组的数据和第8组的数据。这时，教师可安排一个研讨活动，研讨的主题就是第6组数据和第8组数据。可以让两组成员尤其是操作员分析操作的过程。当然，那两组孩子的分析能力毕竟是有限的，因为他们将更多的精力花在了实验上，很少关注实验的过程和细节。对此，教师平时就应给孩子们创造宽松的“舆论氛围”，对于孩子们的实验成果，尤其是“超出自己预期的实验成果”，不应该批评；相反，应该抓住这样的教学契机，锻炼孩子们分析问题、解决问题的能力。当然，在孩子们实验过程中，教师的来回“巡视”是不可或缺的，对于“超出自己预期的实验成果”，“巡视”过程中就应单独和小组交流，了解为什么会得到这样的结果。
在一段时间的实践后，我们提出的三条策略符合小学生的身心发展规律，有利于学生获取有效实验数据，有利于孩子实验数据处理能力的初步形成和发展。有接近85%的学生愿意加入到交流分析实验数据环节，同时我们也认为要从根本上提高孩子们的数据处理能力，需要从课堂教学设计、教师引导提问、实验教具选择和制作、多媒体信息技术诸多方面着手。
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论文作者:杨杰
论文发表刊物:《素质教育》2019年1月总第294期
论文发表时间:2018/11/21
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